应用大碟形刀具加工面齿轮的理论分析-哈尔滨工业大学学报.PDF

第４５卷　第５期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４５ Ｎｏ５ 　 　 ２０１３年５月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｙ２０１３ 　　　　　　 应用大碟形刀具加工面齿轮的理论分析 彭先龙，方宗德，苏进展，蒋进科 （西北工业大学 机电学院，７１００７２西安） 摘　要：为了提高大碟形（渐开线齿廓）刀具（滚刀或砂轮）加工面齿轮的效率，提出了一种无进给运动的大碟形刀具加 工面齿轮的方法．设计了碟形刀具，分析了用无进给运动的大碟形刀具制造面齿轮的加工原理，通过坐标变换建立了面 齿轮的齿面方程和过渡曲面方程．增加一个转角很小的附加运动以降低齿面误差，避免齿面干涉．应用齿面接触分析说 明了面齿轮的啮合性能．计算实例表明：大半径碟形刀具和附加运动能加工出齿面精度较高的面齿轮，最大齿面误差为 １９ ｍ．齿面接触分析表明这种面齿轮的啮合性能不亚于理论面齿轮的啮合性能． μ 关键词：面齿轮；碟形刀具；滚齿；磨齿；齿面接触分析 中图分类号：ＴＨ１３２４１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１３）０５－００８０－０６ Ｔｈｅｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｋｔｏｏｌｏｆｌｏｎｇｒａｄｉｕｓｉｎｆａｃｅｇｅａｒｍａｃｈｉｎｉｎｇ ＰＥＮＧＸｉａｎｌｏｎｇ，ＦＡＮＧＺｏｎｇｄｅ，ＳＵＪｉｎｚｈａｎ，ＪＩＡＮＧＪｉｎｋｅ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，７１００７２Ｘｉ′ａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｏｆｆａｃｅｇｅａｒｍａｃｈｉｎｅｄｂｙｌｏｎｇｒａｄｉｕｓｄｉｓｋ（ｐｒｏｆｉｌｅｏｆｉｎｖｏｌｕｔｅ）ｔｏｏｌ（ｈｏｂｏｒｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌ）ｗｉｔｈｏｕｔｆｅｅｄｍｏｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｉｍｉｎｇａｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆａｃｅｇｅａｒｍａｃｈｉｎｅｄ ｂｙｓｕｃｈｔｏｏｌｓ．Ｂｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈｅｄｅｒｉｖａｔｉｏｎｏｆｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆｌａｎｋａｎｄｆｉｌｌｅｔｓｕｒｆａｃｅｓｏｆ ｔｏｏｔｈｗａｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｄｉｓｋｔｏｏｌａｎｄｔｈｅｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｄｉｓｋｔｏｏｌｗｉｔｈｏｕｔｆｅｅｄｍｏｔｉｏｎｉｎ ｔｈｅｆａｃｅｇｅａｒｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆｌａｎｋａｎｄｅｖｅｎａｖｏｉｄｆｌａｎｋｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｕｓｅｄｂｙ ｓｕｃｈｍｅｔｈｏｄｏｆｆａｃｅｇｅａｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ａｎｏｔｈｅｒｍｏｔｉｏｎｗｈｉｃｈｒｏｔａｔｅｄｉｎａｓｍａｌｌａｎｇｌｅｒａｎｇｗａｓａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆａｃｅｇｅａｒｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｔｏｏｔｈｃｏｎｔａｃｔａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＣＡ）ｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｍｅｓｈｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆａｃｅｇｅａｒｃｕｔｂｙｓｕｃｈｍｅｔｈｏｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｅｘａｍｐｌｅｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈａｔｄｉｓｋｔｏｏｌｏｆｌｏｎｇｒａｄｉｕｓ ｗｉｔｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍｏｔｉｏｎｉｓａｂｌｅｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｆａｃｅｇｅａｒｗｉｔｈｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｏｒｋｉｎｇｆｌａｎｋ（ｔｈｅｍａｘｅｒｒｏｒｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇｆｌａｎｋｉｓ１９ ｍ），ａｎｄｔｈｅｍｅｓｈｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｕｃｈｆａｃｅｇｅａｒｄｒｉｖｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｂｙＴＣＡｉｓｎｏｔ μ ｓｅｃｏｎｄｔｏｔｈａｔｆａｃｅｇｅａｒｄｒｉｖｅｗｉｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃｗｏｒｋｉｎｇｆｌａｎｋ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｃｅｇｅａｒ；ｄｉｓｋｔｏｏｌ；ｈｏｂｂｉｎｇ；ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｔ